减氮配施聚天门冬氨酸对烤烟氮素代谢及吸收利用的影响

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为探究减氮条件下配施聚天门冬氨酸(PASP)对烤烟氮素代谢及其吸收利用的影响,采用云烟87为试验材料,以当地常规施氮量(142.5kg·hm-2)为对照,在施氮量减少10%(128.25 kg·hm-2)的条件下,以不同PASP用量为变量设置CK、NP0、NP1、NP2、NP3共5个处理。试验于2018年12月--2019年7月在湖南省永州市新田县新圩烟站进行,通过对不同处理间烤烟农艺性状、氮代谢关键酶活性、SPAD值、光合作用、干物质积累、氮钾吸收、烤后烟叶化学成分、经济性状、氮肥利用率及植烟土壤氮素平衡等指标的比较和分析,探讨减氮配施PASP对烤烟氮代谢、光合特性、氮素吸收利用的影响,为烤烟生产中适当减氮及利用PASP提高肥料利用率、维持土壤养分平衡提供参考。主要研究结果如下:(1)减氮10%对烤烟农艺性状没有显著影响,配施5%PASP的NP2处理在株高上显著高于CK、最大叶面积高于其他处理但差异不显著,其他各处理间在农艺性状上未显示出明显差异。(2)与CK相比,减氮10%处理NP0的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)及谷丙转氨酶(GPT)活性均有不同程度下降,降幅分别为17.75%~44.74%、35.82%~47.92%、5.70%~13.96%、9.09%~29.13%。配施不同用量的PASP增强了氮代谢相关酶活性,其中配施5%PASP的NP2处理氮代谢相关酶的活性较高,相较于NP0处理,NP2处理的硝酸还原酶活性最高增加了39.78%、谷氨酰胺合成酶活性增加幅度达53.38%~69.98%、谷氨酸草酰乙酸转氨酶活性的提高幅度在7.23%~12.90%、谷丙转氨酶活性最大提高了42.15%。NP1与NP3的氮代谢酶活性也有一定程度提高,但增幅要小于NP2。(3)减氮10%处理的SPAD值均低于对照,至采收前NP0处理的SPAD值都显著低于CK,施用PASP能不同程度提高烟叶的SPAD值,其中NP2的SPAD值增幅最大,在移栽后60d上部叶和中部叶较NP0分别提高了20.39%、15.04%,分别比CK低2.37%、0.59%。减氮配施PASP对于上、中部叶片光合特性产生了显著影响,CK的净光合速率高于减少10%施氮量的NP0、NP1和NP3处理,NP1、NP2和NP3的日净光合速率均值均显著高于NP0。NP2的日净光合速率均值和CK的差距最小,上部叶及中部叶的日净光合速率均值较NP0提高了3.02μmol·m-2·s-1、2.30μmol·m-2·s-1,仅比CK低2.91%、3.87%。施用PASP的3个处理的胞间CO2浓度均高于NP0,其中配施5%PASP的NP2处理仅比CK低0.03%~5.72%,却比NP0高出6.54%~14.37%。各个处理蒸腾速率的峰值均出现在13:00,CK的蒸腾速率最高,上部叶和中部叶分别为4.82μmol·mol-1和3.63μmol·mol-1,其它4个处理则以配施5%PASP的NP2处理与CK差异最小、仅比CK低12.03%和27.25%,而NP0比CK低25.09%和18.07%。(4)减氮10%对烟株干物质、蛋白质的积累及氮钾的吸收都产生了不利影响,至采收前,NP0的干物质、蛋白质的积累量及氮钾的吸收量与CK相比分别降低了16.52%、15.63%、28.07%、16.11%。配施5%PASP的NP2处理的干物质积累量在移栽后80d达5991.15 kg·hm-2,比CK高11.32%;蛋白质积累量在移栽后80d达628.65kg·hm-2,比CK高13.33%;氮素吸收总量在移栽后80d达100.59 kg·hm-2,每公顷比对照多吸收11.84kg氮素;钾素吸收总量在移栽后80d最高的处理是NP3、达146.58kg·hm-2,比对照高19.90%,其次是NP2,比对照增加8.13%。(5)与CK相比,减氮10%的NP0处理叶片总氮含量均有一定程度下降,其中上部叶降低了0.25个百分点。配施5%PASP的NP2处理的上部叶、中部叶及下部叶总氮含量均高于NP0处理,且分别比CK高出0.07、0.05、0.07个百分点;NP0上部叶的总钾含量较CK降低了6.13%,NP1和NP3的总钾含量CK高出0.12个百分点。中部叶及下部叶的表现与上部叶类似,中部叶为NP3的总钾含量最高,比CK高38.93%,下部叶为NP2的总钾含量最高,达1.66%,比CK高18.57%。从总糖和还原糖来看,与CK对比,减氮10%不施用PASP的NP0处理总糖含量均高于CK,其中,上部叶总糖含量比CK高24.67%,差异显著。施用PASP的NP1、NP2及NP3处理的总糖含量则大多低于CK。NP0处理各个叶位的烟碱含量都低于CK,上、中、下部叶烟碱含量最高的处理分别是NP3、NP1、NP2,分别比CK高出36.64%、38.22%、9.78%。(6)经济性状方面,减氮10%的NP0处理与CK相比产量与产值分别降低了13.91%、14.47%,均价下降了0.14 yuan·kg-1,上等烟比例和中上等烟比例分别下降了1.43个百分点、3.22个百分点。减氮配施PASP的处理NP1、NP2及NP3的各项经济性状指标均要高于NP0,其中配施5%PASP的NP2的产量与产值最高,达2577.34kg·hm-2、57165.40 yuan·hm-2,比CK高出5.18%、8.35%;配施7.5%PASP的NP3的均价最高,与对照相比提高了0.69yuan·kg-1;NP2的上等烟比例与CK相比提高了7.15%,中上等烟比例也比对照提高了1.70个百分点。(7)与CK相比,NP0的氮肥农学效率、氮肥生产效率、当季回收利用率和经济利用率均有不同程度的下降,其中当季回收利用率降幅最大,达23.19%。与同一施肥量的NP0相比,配施PASP的3个处理的氮肥农学效率、氮肥生产效率、当季回收利用率和经济利用率分别提高了22.20%~42.20%、11.67%~22.19%、18.50%~57.59%、25.95%~73.44%,其中PASP用量为5%的NP2处理的氮肥利用率表现最好,氮肥农学效率与对照相比提高了20.83%、氮肥偏生产力提高了16.86%、当季回收率增加了21.05%、经济利用率提高了37.16%。从植烟土壤的氮素平衡来看,CK的年均氮盈余量为53.75 kg·hm-2、平衡率为60.56%,NP2的年均氮盈余量降至27.66 kg·hm-2,氮素平衡率比CK降低33.06个百分点。
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